本发明公开了一种池面蒸发型太阳能热发电系统，它包括蒸发池、透光顶棚、反光镜阵列、汽轮发电机组、混合式凝汽器、混合溶液管道、溶液泵、冷却水管道、冷却水泵、冷却塔、空气冷却器。本发明中蒸发池的液体由低沸点工质层和淡水层组成，太阳光通过直射和反射将辐射能传递给低沸点工质层，所得高压蒸汽驱动汽轮发电机组做功发电，从蒸发池底引出的冷却水经冷却塔放热后进入混合式凝汽器接触并冷凝排汽形成混合溶液，再由溶液泵输送回蒸发池内，低沸点工质与淡水由于密度差不互溶而自动分层。本发明系统构造简单、集热效率高、能量转换效率高、循环效率高、电站容量大、建造成本低，适合低成本大规模生产，可被广泛应用于太阳能热发电技术领域中。